能源绿色低碳转型背景下的电力市场风险管理

文章来源:中国电力企业管理陈皓勇等2022-06-14 10:08

新能源接入和极端天气导致电力市场风险日益增强

由于电能的生产、传输和消费过程明显区别于其他大宗商品，电力市场具有区别于其他商品市场的一些特殊性和风险特征。第一，电能的生产环节包含风电、光伏等间歇性可再生能源，出力具有随机波动性，在供需发生巨大变化时会降低系统的稳定性、提高电价的波动性；其次，电能无法脱离传输网络而独立存在，电能的供应、交易、使用都必须依赖于由发电设施、传输网络、配电网络和用电设备组成的电力系统才能够实现，而且电能的发、输、配、供、用是瞬时完成的。另外，用电设备的运行和电力负荷的变动具有随机波动性，其价格弹性较低，而电力系统和电力市场的运行却对安全性和平稳性有着较高的要求。因此，在间歇性可再生能源大规模并网的影响下，电力市场易受外界环境的影响，尤其对极端天气事件较为敏感。

从近些年来电力市场风险事件对电力系统和国民经济造成的重大损失中，可以理解电力市场风险管理的重要性。2020年8月，受极端高温天气和高渗透率光伏电源接入的影响，美国加州电力系统独立运营商20年来首次处于三级紧急状态，一度中断超过40万家企业与家庭的电力供应。电力供需紧张导致加州每立方米天然气价格3天内上涨2.19美元，约为平时价格的一倍，并迅速影响到电力现货市场，导致其尖峰电价最高达1000美元/兆瓦时。2021年2月中旬，美国得克萨斯州经历了一次极端寒潮，用电需求攀升加上风力发电和火力发电的减少，造成得州约有400万家庭在严寒中失去了电力供应，得州电力市场批发电价一度突破了1万美元/兆瓦时，按当时汇率计算电价约为人民币65元/千瓦时。受高额批发电价影响，得州最大、建立时间最长的电力合作公司——布拉索斯电力合作公司，欠下了18亿美元的电力采购账单，并最终因无力偿债而递交了破产申请。有分析认为，此次风险事件发生的一部分原因是其电力系统的低碳化发展，因为得州近年来风电装机占比从2006年的2%提高到目前的23%，而天然气发电、燃煤发电等调节性能较好的稳定电源占比则从83%降低到64%。

在以上案例中可以发现，在间歇性可再生能源大规模接入和极端天气频发的背景下，电力市场的风险主要来源于系统的不平衡电力以及相应的波动电价。为了保障能源绿色低碳转型背景下电力市场的平稳运行，各电力市场主体需要充分利用储能装置、需求响应等灵活性资源来管理电力不平衡风险，并积极探索开发电力期货、电力期权等电力金融产品以管理电价波动风险（见图1）。